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Level 79 | 零基础导学关卡

分布式并行基准

Distributed Parallel Benchmark

把模型切成阶段后,第一批数据要逐段进入,最后一批要逐段退出。更多 microbatch 可以摊薄这段暖机/排空时间,但不能无限忽略调度成本。

本课官方 Notebook ↗
79_Distributed_Parallel_Benchmark.ipynb 并行通信分布式基准对比
Mission 1 01 / 建立直觉

流水线越长,工人越多,为什么还会有人闲着?

图解原理

把模型切成阶段后,第一批数据要逐段进入,最后一批要逐段退出。更多 microbatch 可以摊薄这段暖机/排空时间,但不能无限忽略调度成本。

先认识这三个词

stage
流水线中的一个计算阶段。
microbatch
一个 batch 拆出的较小工作单元。
bubble
设备没有有效计算的空闲槽位。
试着说给朋友听

先不看公式:用上面的生活场景,说一说这节课想减少哪种浪费、需要付出什么代价。

闯关题

本课中的「stage」指什么?

学完这一段,试着做

用一个小动作确认自己理解了;最后再进入官方题目。

Mission 2 02 / 操作与推演

把一个小例子算到最后

图解原理

先用默认数值手算,再只改一个参数。让结果来检验你的猜想。

  1. 设简化条件

    仅看前向,3 个等时长阶段,每阶段处理一个 microbatch 需 1 个单位。

  2. 算总槽位

    4 个 microbatch 的总时间为 m+p−1=4+3−1=6。

  3. 看利用率

    有效工作量 3×4=12;可用槽位 3×6=18,利用率 2/3。训练的反向与 1F1B 调度需要另一套账本。

动手实验室 / 只在浏览器中演示

给三段流水线持续喂任务

三阶段等时长前向模型,增加 microbatch,观察空泡占比。

教学简化模型:所有数值来自上方规则,不是 GPU 性能实测。播放可以暂停,键盘方向键可调整滑块。

闯关题

3 个等时前向阶段,4 个 microbatch,总共多少时间单位?

学完这一段,试着做

用一个小动作确认自己理解了;最后再进入官方题目。

Mission 3 03 / 纠错与迁移

从会看,走到会写与会判断

图解原理

下面是一段独立的小练习。它把计算关系写清楚,帮助你进入官方题目;不是整份作业的答案。

读懂这段最小 Python

stages, microbatches = 3, 4
ticks = microbatches+stages-1
utilization = microbatches/ticks
print(ticks, round(utilization,2))  # 6, 0.67

先找输入变量,再找中间量,最后核对注释里的输出。改一个输入,手算后再运行。

最容易踩的坑

把前向玩具流水线公式直接用于任意训练调度,或忽略阶段之间不均衡。

去官方题目做什么

  1. 到官方 Notebook 阅读题目函数与测试;先写出输入、输出和一个最小例子。
  2. 把本课手算过程转换成实现,先跑最小测试,再检查空输入、边界值或未达门槛的情况。
  3. 记录一个与预期不同的结果,并用本课术语说明原因。

闯关题

同学提出下面的做法,哪一项会导致本课讨论的误判?

学完这一段,试着做

用一个小动作确认自己理解了;最后再进入官方题目。

把理解变成自己的代码

准备好,去官方题目试一试

在本页用小例子建立直觉,再去官方 Notebook 完成实现。先运行你自己的测试,遇到困难时再查看官方提示与参考答案。

前往本课官方 Notebook ↗

这节课会遇到的代码对象

benchmark_fn · summarize_parallel_result · format_parallel_report · fn

先找题目里的输入、输出与 TODO,再把本课的手算过程对应进去;以官方题目中的函数说明和测试为准。

练习来源:Datawhale 官方仓库 · 518cc45。这里的入口直接打开官方版本,不读取或分享你的本地 Notebook。

完成 3 道闯关题后,本关即算完成;作业 checklist 用来辅助你回 notebook 练习。
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